Programlanabilir Lojik Denetleyiciler ve Mühendislik Uygulamaları

 

Günümüzde güvenli ve ekonomik bir üretim için gerekli, olan endüstriyel otomasyon sistemleri hızlı bir şekilde gelişmekte ve yaygınlaşmaktadır. Bu gelişmeye paralel olarak otomasyon sistemlerinin temel yapı taşı olan Programlanabilir Lojik Denetleyiciler (PLC)’de gelişmektedir. Modern teknoloji ile üretilmiş olan PLC’ler, lojik işlem ağırlıklı mikro işlemci tabanlı sayısal kontrol cihazlarıdır.

 

Bu kitap, başta öğrenciler ve piyasada çalışan genç mühendisler olmak üzere PLC ve endüstriyel otomasyon alanında çalışan herkese yardımcı olmak amacıyla yazılmıştır. Kitapta PLC’lerin yapısı, çalışması, giriş/çıkış elemanları ve programlama teknikleri hakkında temel bilgiler verilmiştir. Son yıllarda PLC’lerin programlama ile ilgili ortaya konan Uluslararası Elektroteknik Komisyonu (IEC)’nun IEC 1131-3 standartları özet olarak verilmiştir. Endüstride yaygın olarak kullanılan PLC’lerin hemen hemen hepsinde kullanılmakta olan Merdiven Programlama (LD) ve Komut ile programlama(IL) teknikleri kitapta ayrıntılı olarak incelenmiş, Omron Sysmac CPM1/CQM1 ve Siemens S7-200 tipi PLC’ler için değişik tip örneklere uygulanmıştır.

 

Literatürde, PLC’ler ile ilgili kitaplarda programlama komutları ile ilgili yeterli bilgilerin mevcut olmasına karşın, PLC’li bir endüstriyel otomasyon projesine nereden başlanacağı, hangi tasarım adımlarının izleneceği ve tür programlama tekniklerinin kullanılacağına ilişkin yeterli bilgi bulunmamaktadır. Neticede PLC programlama komutları hakkında yeterli bilgi sahibi olan öğrenci, karşılaştığı bir endüstriyel otomasyon problemini nasıl çözeceğini bilememektedir. Çözüm için kendilerine özgü sezgisel yazılımlara başvurmaktadırlar. Benzer biçimde endüstride çalışmakta olan bazı deneyimli yazılımcılar, PLC yazılımlarını genellikle sezgisel olarak yazmaktadırlar. Sistematik bir tasarım yönetimi izlememektedirler. Ancak, aradan uzunca bir süre geçtikten sonra programa bazı düzeltme veya ilaveler yapmak gerektiğinde, sezgisel olarak yazılmış olan programın kavranması gerekli değişikliklerin yapılması uzun bir zaman almakta, bazen mümkün olmamaktadır. Bu durum işletmelerde önemli üretim kaybına sebep olmaktadır. Söz konusu bu bilgi eksikliğini gidermek amacıyla kitabın 7. bölümünde PLC’li otomasyon sistemlerinin tasarımı ve gerçekleştirilmesi için gerekli tasarım adımları ayrıntılı olarak incelenmiştir. Kitap toplam 8 bölümden oluşmaktadır.

 

Bölüm 1’de; PLC’ler, bağlantı düzenleri ve bole cebri ile ilgili temel bilgiler verilmiştir.

 

Bölüm 2’de; PLC mimarisi ve çalışması ele alınış, PLC’lerde kullanılan giriş ve çıkış modüllerinin devre şemaları bağlantı biçimleri incelenmiştir.

 

Bölüm3’de; endüstride yaygın olarak kullanılan giriş/çıkış elemanlarının yapısı işlevleri ve PLC ile bağlantıları ele alınmıştır.

 

Bölüm 4’de; programlama yöntemleri hakkında temel bilgiler verilmiştir.

 

 

Bölüm 5’de; PLC’lerde yaygın olarak kullanılan merdiven programlama teknikleri incelenmiştir. Omron Sysmac CPM1/CQM1 ve Siemens Simactic S7-200 tipi PLC’leri için değişik uygulamalar verilmiştir.

 

Bölüm 6’da; endüstriyel otomasyonda sıkça karşılaşılan kapalı çevrimli kontrol metotları incelenmiştir.

 

Bölüm 7’de; özellikle ardışıl yapıya sahip olan otomasyon sistemlerinin tasarımı ve gerçekleştirilmesi ile ilgili teknikler incelenmiştir. Kullanışlı bir tasarım yöntemi olan durum diyagramları yöntemi ayrıntılı olarak ele alınmıştır. Değişik tür PLC’lerde ardışıl programlama için kullanılan programlama teknikleri incelenmiştir.

 

Bölüm 8’de; uygulamada sıkça karşılaşılan değişik türden otomasyon problemleri ele alınmış, çözümleri verilmiştir.

 

EK-A’da sayı sistemleri, EK-B’de Simatic S7-200 PLC’leri, EK-C’de ise Sysmac CPM1 PLC’leri ile ilgili özet bilgiler verilmiştir.

 

Endüstriyel otomasyon sistemlerinde önemli bir yeri olan yeri olan veri iletişimi sistemleri bir sonraki baskıya bırakılmıştır.

 

Bu eserin tüm meslektaşlarıma faydalı olmasını diler, şekillerin çiziminde ve kitabın yazılmasında önemli katkılarda bulunan oğullarım Mehmet ve Ali İhsan’a teşekkür ederim.

 

Kitapta rastlanabilecek hatalardan dolayı okuyucularımdan şimdiden özür diler,hata ve öneriler için sakso@sakarya.edu.tr e-posta adresine bilgi vermelerini temenni ederim.

 

 

      Giriş

       Programlanabilir Lojik Denetleyiciler

       Lojik

       PLC Bağlantı Düzeni

       Merdiven Diyagramı

 

 

         Giriş

         PLC Mimarisi

               CPU

               Bellek

               Orta yol (Bus)

          Giriş Çıkış Modülleri

                DC voltaj girişli sayısal giriş modülü

                 AC voltaj girişli sayısal giriş modülü

                 Yüksek hızlı sayıcı giriş modülü

                 Analog Sayısal Dönüştürücü (ADC) giriş modülü

                 Roleli Çıkış Modülü

                 Transistorlü çıkış modülü

                 Trikaylı çıkış modülü

                 Sayısal Analog Dönüştürücü(DAC) çıkış modülü

            Giriş Çıkışların Adreslenmesi

            Klavye & Gösterge

            Program İcrası

            Çok Görevlilik ve Çok İşlemlilik

            Yazılım Geliştirme

 

 

Giriş

      Giriş Elemanları

            Sayısal giriş elemanları

                  Basınç ve sıcaklık anahtarları

                  Yaklaşım anahtarları (Proximity swiches)

                   Fotoelektrik anahtarlar

                   Dil anahtarı ve dil rolesi

                   Optik kodlayıcılar

            Analog giriş elemanları

                   Doğrusal potansiyometre

                   Doğrusal Değişken Fark Dönüştürücü (LVDT)

                   Takogeneratör

                   Sıcaklık algılayıcıları

                   Gerilme ölçüsü (Strain gauge)

       Çıkış Elemanları

              Sayısal çıkış elemanları

                    Selonoid valf

                    Role ve Kontaltörler    

                    Yarı iletkeb roleler(Solid State Relay-SSR)

                    DC motorlar

                    AC motorlar

                    Adım motorları

 

 

Giriş

Grafiksel Programlama

            Merdiven Diyagramları(Ladder Diagrams-LD) ile programlama

            Fonksiyon Blok Diyagram(Function Block Diagram-FBD) ile programlama

            Ardışıl Fonksiyon Planı(Sequential Function Chart-SFC)

 Metine Dayalı Programlama

            Komut ile Programlama (Instruction List-IL)

            Planlanmış Metin (Structued Text-ST) ile programlama

 

 

 Giriş

 Kombinasyonel Lojik

 Alt Bloklar

 Mandallama (Latching)

 Zamanlayıcılar (Timers)

          Darbe (plas) zamanlayıcı

          Gecikmeli kapanan ( Delay-On) zamanlayıcı

          Gecikmeli açılan (Delay-Off) zamanlayıcılar

 Sayıcılar (Counters)

 Karşılaştırma

 Matematiksel İşlem Komutları

          Veri aktarma (Move)

          Aritmetik İşlemler

 Lojik Bit İşlemleri

           Set ve reset işlemleri

           Kenar algılama işlemi

           Arttırma (İncrement) ve Azaltma (Decrement) işlemi

           İvedi data işlemleri

           Kaydırma Kaydediciler (Shift Register)

 Program Denetleme İşlemleri

           Ana kontrol rolesi (Master Control Relay)

           Dallama (Jump) işlemi

           Alt programlar

 Merdiven Programlamada Dikkat Edilmesi Gereken Önemli Hususlar

 Merdiven Programlama Örnekleri

          Bir sayıcı ile mandallama devresinin resetlenmesi

          Dönemli zamanlayıcı

          Ardışık olarak birbirini setleyen zamanlayıcılar

 Sorular

 

 

  Giriş

   PLC ile Kapalı Çevrimli Kontrol

          On/off kontrol

           PID kontrol

           PWM kontrol

 

 PLC ile Kapalı Çevrimli Hız Kontrolü

 PLC ile Kapalı Çevrimli Sıcaklık Kontrolü

 

 

 Giriş

 Tasarım ve Gerçekleştirme

 Kombinasyonel Lojik Devreler

 Ardışıl Lojik Devreler

 Değişik Tür PLC’ler için Programlama Yapıları

 Tepeden Aşağıya Doğru Tasarım (Top-Down Design)

 

 

 Giriş

 Pinomatik Piston Kontrolü

 Parça Yönlendirme Sistemi

 Robot Kontrolü

 Profil Kesme makinası Kontrolü

 Tasarım Problemleri

 

   İkili sayı sistemi

   Sekizli sayı sistemi

   Onaltılık sayı sistemi

   İkili kodlanmış ondalık sayı sistemi

 

     Genel yapısı

     Özellikleri

     Çalışma süreci

      Veri tipleri ve adresleme modları

      Genel yapısı

      Sysmac PLC bilgi roleleri